煤氣分析儀的基本原理

發(fā)布日期：2019-10-14 08:36 來(lái)源：http://m.vwalker.cn 點(diǎn)擊：

煤氣分析儀采用的是色譜分析原理，色譜法是一種物理的分析方法，它利用混合物中各組分在不同兩相間分配系數(shù)的差異，而使混合物等得到分離。當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，分配系數(shù)大的組分不容易被流動(dòng)相帶走，因而它在固定相中滯留時(shí)間長(zhǎng)，而分配系數(shù)小的組分沒(méi)滯留時(shí)間短。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，各組分得以分離。

氣相色譜儀主要由取樣和預(yù)處理裝置、檢測(cè)器、信號(hào)放大電路、顯示記錄及數(shù)據(jù)處理部件、控制器五部分組成。分析氣經(jīng)過(guò)取樣和預(yù)處理裝置除去污物和水分獲得干凈、干燥的氣體，在載氣的攜帶下進(jìn)入檢測(cè)器，檢測(cè)器通過(guò)某種原理使其轉(zhuǎn)換成微弱的電信號(hào)，然后再經(jīng)信號(hào)放大電路處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后送顯示記錄器。

氣相色譜儀流程圖.jpg

檢測(cè)器是一種換能裝置，它是色譜儀的一個(gè)重要部件。檢測(cè)器的作用是把由色譜柱流出的載氣中樣品組分含量的變化，通過(guò)某種原理使其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以便能自動(dòng)記錄。在高爐煤氣分析儀中使用的是熱導(dǎo)式檢測(cè)器，該檢測(cè)器屬于微分濃度型檢測(cè)器，其輸出信號(hào)與已分離組分在載氣中的濃度成比例，色譜峰上的每一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)于該瞬間組分在載氣中的濃度。

熱導(dǎo)式檢測(cè)器（TCD）具有線(xiàn)性范圍寬，對(duì)有機(jī)物和無(wú)機(jī)物都有響應(yīng)，對(duì)樣品沒(méi)有破壞作用，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，維護(hù)方便等特點(diǎn)。任何物質(zhì)都具有導(dǎo)熱的性能，不同的物質(zhì)熱導(dǎo)率不同，其導(dǎo)熱的能力也不一樣。熱導(dǎo)率大，其導(dǎo)熱就快，熱導(dǎo)率小，其導(dǎo)熱就慢。氣體的熱導(dǎo)率最小，不同的氣體熱導(dǎo)率不同，而且還隨溫度、壓力的變化而變化。被分析的混合氣體，被色譜柱分離成一個(gè)個(gè)單一組分后，隨載氣依次進(jìn)入熱導(dǎo)池檢測(cè)器中的熱導(dǎo)池。由于各組分的熱導(dǎo)率和濃度不同，它們各自導(dǎo)出的熱量就不同，將這些熱量的變化轉(zhuǎn)變成電阻值的變化，再轉(zhuǎn)變成電量的變化，并把它測(cè)量出來(lái)。

熱導(dǎo)式檢測(cè)器TCD

熱導(dǎo)池由熱絲、池槽和池體三部分組成。熱導(dǎo)池體由不銹鋼、銅、鋁合金制成，多為圓柱形。尺寸大小沒(méi)有一定的規(guī)定，池體大，熱容大，穩(wěn)定性就好。池體內(nèi)有四個(gè)孔，分別放有一個(gè)熱敏元件，組成四個(gè)橋臂，連接成惠斯登電橋。熱導(dǎo)式檢測(cè)器的主要噪聲來(lái)自于熱噪聲，而熱噪聲主要是由于四個(gè)池室的壁溫及四個(gè)熱絲溫度的不同或變化不一致引起的，因此必須將四個(gè)池室裝在一塊池體內(nèi)。為了進(jìn)一步消除熱噪聲，熱導(dǎo)池還必須恒溫，即置于恒溫槽內(nèi)。為了防止樣品和固定液流失玷污檢測(cè)器，要求池體溫度和柱溫接近或略高一些。

熱絲是構(gòu)成熱導(dǎo)池檢測(cè)器的關(guān)鍵元件。為了提高靈敏度，要求電阻絲具有較大的溫度系數(shù)和冷態(tài)電阻值，并且具有阻值穩(wěn)定，耐腐蝕，不與被測(cè)氣體起化學(xué)反應(yīng)，壽命長(zhǎng)，加工容易等特點(diǎn)。目前普遍采用鉑絲。

熱導(dǎo)式檢測(cè)器的色譜柱、熱導(dǎo)池都要在一定的溫度下工作才會(huì)達(dá)到最好的效果，而且這個(gè)溫度最好恒定不變，或允許變化很小。對(duì)熱導(dǎo)池檢測(cè)器，溫度控制非常重要，為保證零點(diǎn)穩(wěn)定度，需要把溫度變化控制在0.01℃之內(nèi)，這就必須用恒溫槽的辦法來(lái)控制溫度。煤氣分析儀采用色譜法檢測(cè)煤氣、液化氣中H2、O2、N2、CH4、CO、CO2等成分的含量。效果顯著，應(yīng)用廣泛。